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电气化铁路在迅猛发展的同时,也带来了一系列电能质量问题,对电力系统造成了严重的危害。高速电气化铁路所采用的车型大多为交直交型电力机车,交直交型电力机车的大量投入使用减轻了谐波的危害,但负序和过分相问题却更加严重。采用配置传统铁路功率调节器(RPC)的组合式同相供电系统是一种有效的解决方案,但该补偿系统所需容量较大,整套装置成本较高。基于上述背景,本文提出了一种适用于同相供电系统的混合型功率调节系统(H-RPC),所做的主要研究工作如下:首先介绍了阻抗匹配平衡变压器的结构,分析了为了通过阻抗匹配控制来实现三相到两相的对称变换时其变压器参数必须满足的特定关系,然后进一步对阻抗匹配平衡变压器的电压、电流变换关系做了分析;接着阐述了传统RPC的基本结构,对传统RPC的补偿原理进行了分析,并给出了补偿电流的相量关系。其次,为了降低容量和提高经济性,提出了一种适用于同相供电系统的混合型铁路功率调节系统(H-RPC)。首先分析了该系统的拓扑结构,指出了其与传统RPC结构上的不同,然后分析了H-RPC的补偿原理和变流器端口电流电压特性,进而提出了H-RPC耦合支路参数的设计原则,并在此原则的基础上给出了耦合支路参数的设计方法,最后分别求出了H-RPC和传统RPC的最大端口电压,并对两系统的容量进行了理论对比分析,理论分析计算结果表明H-RPC的设计容量将比传统RPC的设计容量低30%,具有优异的节容性。再次介绍了H-RPC的控制策略。在借鉴改进i_p-i_q法的基础上,提出了适用于H-RPC指令电流的检测方法。然后提出了H-RPC的控制策略:采用复合PI控制的电压外环来保证直流电压的稳定,采用三角载波或滞环电流控制技术的电流内环来保证补偿电流与指令电流的实时跟踪。最后分别构建了混合型功率调节系统和传统铁路功率调节器系统的仿真模型,详细介绍了仿真模型的各个子模块,并对比仿真分析了两系统的稳态特性、暂态特性,并仿真对比分析了二者在相同负荷情况下的容量特性。